隨著電爐鋼占世界鋼產(chǎn)量的比例增大,直接還原鐵的需求也相應(yīng)增加。采用直接還原鐵為原料,可以減少廢鋼中的有害雜質(zhì),提高冶煉鋼種的質(zhì)量。而氣基直接還原占直接還原鐵的比例達到了80%,已然成為當前直接還原技術(shù)研究的重要課題。作為焦化產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物,焦爐煤氣中含有45%~55%的H2,20%~24%的CH4,且隨著焦炭行業(yè)的發(fā)展,大量的焦爐煤氣并沒有得到合理利用。將焦爐煤氣直接通入豎爐內(nèi),可以發(fā)生自重整還原反應(yīng),既可以使CH4重整為CO和H2,還可以有效還原鐵礦。文章運用化學(xué)反應(yīng)平衡和物料平衡方程,并采用MATLAB編程計算了溫度、壓力、FeO及還原氣成分對焦爐煤氣還原后各組分的影響,分析焦爐煤氣直接入爐還原鐵礦的可行性;通過鍵級守恒理論,計算了各基元反應(yīng)的活化能,結(jié)合實驗驗證所提出的反應(yīng)路徑,對比探討不同焦爐煤氣成分下自重整效果,并運用動力學(xué)計算方法,得出自重整反應(yīng)速率,得到水蒸氣及二氧化碳重整下的活化能;結(jié)合三界面未反應(yīng)核模型及質(zhì)量守恒方程,研究豎爐內(nèi)直接通入焦爐煤氣還原鐵礦的特性,分析了豎爐高度方向上的各組分、反應(yīng)速率及溫度的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)溫度升高,H2更多地與CO2發(fā)生了反應(yīng),生成了CO和H2O;壓力對自重整還原反應(yīng)影響不大;焦爐煤氣自重整還原鐵礦時的滲碳量小于3%。(2)自重整過程中,CHx可以獨立裂解,也有CHxO參與反應(yīng),CO2與CH發(fā)生反應(yīng)生成CHO及CO,鐵表面積累的碳與OH及H2O反應(yīng),生成CH。(3)海綿鐵催化入爐焦爐煤氣,溫度1273K時,重整率約24%;隨著爐氣繼續(xù)上升,催化豎爐中下部煤氣時,同一溫度下,重整率達到了73%;爐氣繼續(xù)上升,催化中上部煤氣時,重整率高達75%。(4)海綿鐵催化焦爐煤氣時的反應(yīng)速率方程為:(5)還原帶內(nèi),CH4及H2量逐漸降低,H2O及CO量均隨著還原氣上升逐增大,CO2量有所增大;煤氣綜合利用率為43.12%,豎爐內(nèi)還原鐵礦的金屬化率達到了92.31%。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TF55
【部分圖文】：

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文x 法是氣基直接還原生產(chǎn)技術(shù)的主導(dǎo)工藝，由 Midland Ross 成為占直接還原鐵市場 60%以上的主要方法[6, 19, 20]，工藝流化爐內(nèi)生成的還原氣進入豎爐，還原球團礦或塊礦，生成�；厥绽�，部分經(jīng)處理后排入大氣。

HYL-III法工藝流程

1 緒 論司所有[13, 16, 17]，工藝流程如圖 1.2 所示。該工藝是用天然，還原氣在豎爐中將鐵礦石還原成海綿鐵。HYL-Ⅲ法具有對獨立的特點，從而可以跟其他形式的制氣設(shè)備相結(jié)合。 工藝，見圖 1.3。HYL-ZR 工藝無需額外重整設(shè)備，可以直還原鐵礦，節(jié)省了投資，為天然氣匱乏地區(qū)發(fā)展氣基直接

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱秋樺;程紅偉;鄒星禮;魯雄剛;許茜;周忠福;;焦爐煤氣二氧化碳重整制合成氣中La_(0.6)Sr_(0.4)Ni_xCo_(1-x)O_3鈣鈦礦催化劑的合成、表征和催化性能研究（英文）[J];催化學(xué)報;2015年07期

2 祁陽;程振民;周志明;;以類水滑石為前體的Ni催化劑及其催化甲烷水蒸氣重整制氫:催化活性和動力學(xué)(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2015年01期

3 張福明;曹朝真;徐輝;;氣基豎爐直接還原技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];鋼鐵;2014年03期

4 吳開基;陳凌;張濤;郭敏;鹿存房;;氣基豎爐工況焦爐煤氣甲烷改質(zhì)行為試驗[J];鋼鐵;2014年03期

5 程鵬輝;;HYL-ZR法冶煉直接還原鐵工藝概述[J];山西冶金;2013年06期

6 陳凌;張濤;郭敏;吳開基;鹿存房;林亮成;;利用焦爐煤氣生產(chǎn)海綿鐵的前景分析[J];鋼鐵研究;2013年05期

7 陶江善;;2013年中國直接還原鐵市場狀況及發(fā)展[J];中國廢鋼鐵;2013年04期

8 吳建民;孫啟文;張宗森;龐利峰;劉繼森;;費托合成鐵基催化劑上CO和H_2的吸附特性[J];過程工程學(xué)報;2013年02期

9 齊淵洪;錢暉;周渝生;許海川;;中國直接還原鐵技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及方向[J];中國冶金;2013年01期

10 孫啟文;吳建民;張宗森;龐利峰;;煤間接液化技術(shù)及其研究進展[J];化工進展;2013年01期

相關(guān)會議論文 前2條

1 Pablo E Duarte;代書華;姜鑫;孟繁明;趙慶杰;;HYL(希爾)工藝采用焦爐煤氣或合成氣生產(chǎn)直接還原鐵DRI[A];2006年中國非高爐煉鐵會議論文集[C];2006年

2 曹朝真;張福明;毛慶武;徐輝;;利用焦爐煤氣生產(chǎn)直接還原鐵關(guān)鍵技術(shù)分析[A];2011年全國冶金節(jié)能減排與低碳技術(shù)發(fā)展研討會文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 吳嶸;反應(yīng)吸附強化焦爐煤氣水蒸氣重整制氫研究及其工藝評價[D];浙江大學(xué);2014年

2 熊志波;鐵基SCR脫硝催化劑改性研究[D];山東大學(xué);2013年

3 張國杰;炭材料催化二氧化碳重整甲烷制合成氣[D];太原理工大學(xué);2012年

4 劉紅艷;Ni基雙金屬催化的CH_4/CO_2重整反應(yīng)中積碳問題的研究[D];太原理工大學(xué);2012年

5 程紅偉;焦爐煤氣催化轉(zhuǎn)化制氫鎳基催化劑的研究[D];上海大學(xué);2009年

6 李斗星;鎳基和鐵基催化劑上甲烷催化裂解反應(yīng)的研究[D];天津大學(xué);2009年

7 高林;煤基化工—動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)開拓研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2005年

8 郭建軍;復(fù)合氧化物負載的鎳基催化劑上甲烷二氧化碳重整反應(yīng)及其機理研究[D];浙江大學(xué);2005年

9 熊建民;合成氣制液體燃料F-T合成Co/AC催化劑的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所）;2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 魏瑩;稀土改性鐵基催化劑NH_3-SCR性能研究[D];山東大學(xué);2014年

2 任樂樂;NO低溫氧化催化劑篩選及SO_2和H_2O的影響[D];華東理工大學(xué);2014年

3 楊秀成;助劑對鐵基催化劑CO_2加氫反應(yīng)影響研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

4 司歡歡;炭負載鐵基催化劑的制備及催化甲烷裂解性能[D];大連理工大學(xué);2013年

5 梁國強;負載型炭基催化CH_4-CO_2重整反應(yīng)活性的研究[D];西北大學(xué);2012年

6 王麗麗;焦爐煤氣直接還原鐵礦石動力學(xué)研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2011年

7 薛紀緯;SCR催化劑的制備和脫硝性能影響因素的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

8 趙鈺瓊;焦爐煤氣制氫及甲烷系統(tǒng)中CO變換催化劑性能的研究[D];太原理工大學(xué);2010年

9 陳燕;CeO_2-Fe_2O_3/ACF催化劑低溫選擇性催化還原煙氣中NOx的研究[D];湖南大學(xué);2009年

10 王欣;SCR板式催化劑的制備與脫硝性能實驗研究[D];北京交通大學(xué);2009年

本文編號：2808713